Oamenii de știință din Universitatea de Tehnologia Informației, Mecanică și Optică din Sankt Petersburg (ITMO) au dezvoltat un material din pânză de păianjen cu nanoparticule magnetice pentru implantologie și livrare direcționată a medicamentelor.
Pe baza mătăsii produse de păianjenul Linothele Fallax, cercetătorii au creat un material cu proprietăți magnetice pentru recuperarea țesuturilor afectate. Mătasea devine carcasă pentru creșterea celulelor, iar medicamentele eliberate direcționat sub acțiunea câmpului magnetic, ajută la recuperare după traumă.
Fibrele mătăsii păianjenului sunt de câteva ori mai rezistente decât kevlarul din care se fac veste anti-glonț. De aceea mătasea poate fi folosită pentru producerea materialelor care sunt rezistente la presiuni mari.
Aceste proprietăți o fac un material cu multe perspective pentru medicină, în special, pentru domeniile de implantologie și regenerarea țesuturilor. Nanoparticulele magnetice în mătase vor permite fabricarea medicamentelor pentru livrare direcționată.
Cercetătorii Secției de Chimie și Biologiei a Universității ITMO au dezvoltat un material pe baza mătăsii Linothele fallax, acoperite de nanoparticule magnetice. În viitor, acest material poate fi folosit nu numai pentru livrarea direcționată a medicamentelor, ci și în timpul operațiilor de recuperarea cartilajului și a țesutului conjunctiv. Biocompatibilitatea mătăsii păianjenului scade riscul materialului de a fi respins la cea mai mică valoare posibilă, iar biodegradabilitatea asigură eliminarea naturală a materialului din corp după îndeplinirea sarcinii acestuia.
Sub acțiunea câmpului magnetic, particulele se încălzesc, iar datorită conținutului special al particulelor magnetice, temperatura de încălzire poate fi regulată cu precizie. Fibrele mătăsii asigură o creștere direcționată și îndeplinesc funcția de sprijinul celulelor.
Pentru evaluarea biocompatibilității materialului dezvoltat, în calitate de celule model pentru recuperarea țesuturilor au fost folosite celule ale fibroblaștilor postnatali ai pielii umane. Fibroblaștii joacă un rol important în vindecarea leziunilor, fiindcă au un rol cheie în remodelarea țesuturilor. În cazul utilizării unor anumiți factori de creștere a țesuturilor și a proteinelor osoase, fibroblaștii pot fi reprogramați în condrocite, celule ale cartilajului.
Experimentele in vitro au demonstrat că fibrele mătăsii păianjenului acoperite de nanoparticule magnetice, contribuie la sinteza la țesutul cartilaginos din celulele fibroblaștilor, iar temperatura controlată permite să elibereze direcționat medicamentul sub acțiunea câmpului magnetic variabil.